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1、铸造工艺设计报告铸造工艺学课程设计设计题目：大批量生产的HT200喂入辊链轮（11）工艺设计学院班级：材料学院材物091班姓名：高建波指导老师：设计时间：2011.12.25到2012.01.06设计类型机械零件设计铸造零件设计冶金零件设计建筑零件设计其他零件设计 目录 课程设计任务书一：铸造工艺设计概念 (5)二：零件分析2.1零件结构分析 (5)2.2零件技术分析56 三：工艺方案的论证3.1造型、造芯方法确定 (6)3.2铸型的选择 (6)3.3浇注位置的选择 (6)3.4分型面选择 (7)3.5浇注系统的选择 (7)3.6凝固顺序 (7)四：铸造工艺参数设计4.1铸造收缩率784.2机
2、械加工余量 (8)4.3起模斜度 (9)4.4砂芯设计910五：浇注系统5.1浇注时间计算10125.2阻流浇注系统其他各组元的截面积的计算 (12)5.3组元截面积的计算及各组元之间比例关系的确定 (12)5.4冒口的有关计算1213 六：零件图、铸造工艺图、装配图6.1零件图13146.2铸造工艺图 (14)6.3装配图 (15)七：主要缺陷及防止 (15)八：总结（附录参考文献）1617 课程设计任务书 一、设计题目大批量生产的HT200喂入辊链轮（11）工艺设计二、课程设计教学目的及基本要求1通过设计这一实践性教学环节，培养学生独立思考力，熟悉并系统地掌握铸造工艺与工艺设备的设计方法及
3、设计能力；2学会并掌握液态成型工艺设计及工装模具设计的全过程；3通过所学专业知识，提高运算、设计绘图能力及查阅技术资料的技能；培养学生分析、初步解决液态成型工艺问题的能力；4为毕业设计（论文）及毕业后从事工程工作打下良好的基础。三、课程设计内容及安排1结合具体零件图（液态成型件），确定设计任务；2课堂讲解典型零件的设计任务、设计方法（步骤）；3学生设计内容：（1）读图，根据零件图技术要求及零件结构特点分析零件设计原理、成型工艺；（2）完成铸件工艺分析以及几种成型工艺方案的比较和论证；选取最佳工艺方案；（3）设计计算浇注系统、确定工艺参数、绘制铸造工艺图（包括主视图、俯视图、侧视图等）（4）在工
4、艺图的设计基础上完成模板图（上或下模）设计，包括主视图、俯视图、侧视图等。（5）设计绘制芯盒的装配图设计，包括主视图、俯视图、侧视图等。（6）撰写设计说明书一份，约4000-5000字，按上述1-5包括的设计内容，方案分析比较与设计计算过程结果，查找资料依据，参考资料。要求书写工整，图文并茂，规格统一。4设计题目（每个学生一个题目，独立完成）（1）按零件图完成铸造工艺设计并绘制铸造工艺图一张；（2）根据铸造工艺图，绘制铸件图一张；（3）按工艺图设计绘制模板装配图一张； （4）按工艺图设计绘制芯盒图一张。 5时间安排（1）布置题目，集中指导1天（2）铸造工艺图设计绘图2天（3）铸件图绘图 1天（
5、4）模板图设计绘图 1天（5）芯盒设计绘图2天（6）撰写设计说明书2天（7）答辩 1天四、课程设计考核方法及成绩评定学生全部完成（按内容1-5）课程设计，包括四张设计图纸、一份设计说明书，交给指导教师审核签字通过后方可参加答辩。答辩结束后，指导教师根据学生答辩情况、图面质量等方面的表现，按照统一评分标准进行成绩总评。答辩成绩分为四部分：平时表现、图面质量、答辩成绩、设计论证（说明书），各部分所占比例：平时表现： 20分图面质量： 30分答辩成绩： 30分设计论证（说明书）： 20分五、设计说明书撰写课程设计说明书内容要求如下：1目录2零件结构分析、技术要求分析；3工艺方案论证对零件进行工艺分析
6、，选择多种方案进行对比、结合设计条件的具体情况和要求，分析优缺点，确定最优方案；4工艺尺寸计算根据确定的工艺方案，计算浇注系统，确定工艺参数、模板尺寸等，计算方法应有依据，公式有出处，计算结果正确，并有图示。 5结束语 对自己的设计进行客观评价以及对课程设计中存在的问题进行分析和讨论经。6参考文献在设计说明书撰写过程中引用资料的出处，它反映设计的取材来源及工艺分析的可靠性。六、课程设计教材及主要参考资料1实用铸造手册，陈琦、彭兆弟主编，中国电力出版社，2009年2铸造工艺学，董选普，李继强编，化学工业出版社，2009年3. 铸造工艺设计，李弘英、赵成志编，机械工业出版社，2005年 一：铸造工
7、艺设计概念 铸造生产是一个诸多工序集成的复杂过程，包括金属熔炼、型砂配置和处理、造型制芯、合型浇注、落砂清理和旧砂回用等，人们往往把铸件的生产过程称为铸造工艺过程，编制出其铸造生产工艺过程的技术文件就是铸造工艺设计。铸造工艺设计技术要求根据对零件的要求，生产批量和生产条件，以及对铸件结构的工艺分析等，用文字、图样及表格说明零件的生产工艺过程和指导生产作业的技术资料，确定铸造工艺方案、工艺参数、绘制铸造工艺图、编制工艺规程和工艺卡等技术文件的过程。合理的铸造工艺方案是进行铸造工艺设计的第一步，对铸造工艺确定，首先要对零件的结构进行深刻的铸造工艺性分析。一个好的零件是经过以下几个步骤完成的：功能设
8、计依据铸造经验修改和简化设计冶金设计考虑经济性只有经过一系列的铸造工艺性分析和考虑之后，才能对零件做出一个合理的铸造工艺设计。二：零件分析1、零件结构分析铸造喂入辊链轮的材料为HT200即抗拉强度为200Mpa的灰铸铁，尺寸为13401340370.0，通过计算，获得铸件，至少需要1845.89kg的金属液体,主要壁厚为15cm，最后处为47cm，铸件体壁厚基本均匀，铸件重主要由两个空心的圆柱构成，在圆柱中间切取一小部分，并且在当中有一个尺寸为M8-6H的螺纹，对于两边而言，是类似的圆锥面，这些可以通过机械加工来处理，对于铸造而言，只能铸造出大概形状和尺寸，并不能准确的铸造出所满足要求的零件。
9、零件表面的粗糙度相对较小，一般为32mm，依据这些零件的结构考虑分析，对于螺纹、圆柱中间的孔洞以及辊链轮的轮面都采用采用机械加工的方法，铸造出来的零件相当于厚壁上下不等，但分隔界面上下壁厚均匀的空心圆柱，采用铸造的方法比较容易铸造成型，而且能够大批量生产零件，获得良好的经济收益。 2、技术结构分析 满足一定的机械性能要求，保证零件壁厚均匀，无气孔、砂眼、夹渣、粘砂等缺陷，表面光滑光洁，粗糙度小，螺纹相对零件空间而言，尺寸较小，采用机械加工的方法较合适，另外圆柱中间的小部分切割部分采用机械加工方法操行性较好，适合于零件大批量的生产。三：铸造工艺方案的确定1、造型、造芯方法的确定手工造型和造芯适用
10、于单件或小批生产中，机器造型和造芯主要用于成批和大量生产。喂入辊链轮需要大批量的生产，采用机器造型和造芯的方法较合适。2、铸型种类的选择采用湿型，喂入辊链轮尺寸高度较小，铸件没有较大的水平壁，采用湿型是比较合理的，但若对于铸件过高或者浇注的时间较长的零件，不宜采用湿型造型制芯的方法，从经济的角度考虑，湿型造型制芯方案，成本低，并且劳动条件好，机械化造型，手工造型均广泛采用，采用特殊的砂型还可以获得良好的零件铸型。3、浇注位置选择浇注面的选择有以下两种，如下图所示，A方案铸件大平面在上，小平面在下面，选择这样的教主位置，便于合箱，B方案中，与A方案正好相反，不便于合箱，是不合理的铸造工艺浇注系统
11、位置的设置方案。A方案B方案4、分型面选择分型面尽量选在铸件最大截面处，可以防止砂箱位置过高，分型面选在较小 截面处，砂箱位置太高，造型困难，填砂、紧实、起模、下芯都不方便。可以采用多个砂箱铸造零件。分型面的选择应当做到以下几个要求 （1）使铸件全部或大部分置于同一半型。若达不到这一要求，也尽量把铸件的加工面或基准面放在同一半型。（2）应尽可能减少分型面数目。机器造型只允许有一个分型面，凡不能出砂部位均采用砂芯；对单件生产手工造型，采用两个分型面是合理的。（3）平直分型面和曲折分型面的选择。平直分型面可以简化工装制造、加工工序和造型操作。有的情况选择曲面分型，有利于清理。（4）分型面应选取在铸
12、件最大投影处。5、浇注系统的选择一个好的零件要有一个合理的浇注系统，才能成型完整，浇注系统包括浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道四个部分组成，雨淋式浇注系统中横浇道是截面最大单元，金属液由铸件顶部许多小孔流入型腔雨淋式浇注系统的特点及选用原则雨淋式浇注系统可使铸件顺序凝固,可获得组织致密的铸件，有利于铸件的补缩,能防止铸件产生缩孔、冷隔、夹渣以及浇不足等缺陷,同时还可以防止由于冲砂而引起的夹砂、气孔和渣孔等缺陷。适合于壁厚均匀的圆筒类铸件，如缸套。在板状、箱体、床身等类型铸件方面也有广泛的应用。结合喂入辊链轮零件结构，壁厚均匀选择雨淋式浇注系统是合理的，选用的雨淋式浇注系统还必须是开放式的浇注系统
13、，并且对于雨淋式浇注系统自带冒口，节省工艺设计。选用其他的压边式、搭边式顶注式的浇注系统，或者是中注式，底注式浇注系统设计效果不如雨淋式合理。选用此种方案合理。6、凝固顺序采用的是雨淋式浇注系统，采用顺序凝固的原则进行铸造，可获得组织致密，符合零件机械性能的铸件。四：铸造工艺参数设计1、铸造收缩率铸件在冷却和凝固过程中，体积一般都要收缩。由于铸件的固态收缩(线收缩）在使铸件各部分的尺寸小于模样原来的尺寸，为了使铸件冷却后的尺寸与铸件图 示尺寸一致，则需要在模样或者芯盒上加上其收缩的尺寸。增加的这部分尺寸为铸件的收缩量，一般用铸造收缩率表示: k=(L模样一L铸件)/L铸件 X 100%式中:L
14、模样模样尺寸;L 铸件铸件尺寸铸造收缩率主要和铸造合金的种类及成分有关，同时还取决于铸件在收缩时受到阻碍的大小等因素。在本次工装设计中模样材料为灰铸铁，零件生产要求大批量中小型件生产，为自由收缩，铸造收缩率选为1%。而灰铸铁的结晶范围窄，更接近于层状凝固，凝固时的膨胀和液态收缩趋于相互补偿，所以铸造工艺设计时可不考虑灰铸铁的收缩给尺寸带来的影响，但为保证铸件的表面加工和尺寸精确，依然选取铸造收缩率为1%。2、机械加工余量考虑到零件的厚壁并不完全一样，在不同的面选用合适的机械加工余量，零件要求大批量生产，采用机器造型及型壳，参考书籍可查加工余量为2.8mm获4.0mm或5.5mm，统一采用4.0mm加工余量2，有以下三个优
